含凹坑缺陷壓力容器安全評定方法的研究

凹坑是最常見的壓力容器體積性缺陷。本課題是通過大量的極限與安全性數(shù)值分析和實驗測試，全面地、系統(tǒng)地、深入地研究球形、橢球形、長條形等各種凹缺陷對平板、球形容器和圓筒性容器等典型結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，塑性區(qū)擴展過程，失效模式及極限與安全性載荷的影響，給出了一系列極限與安全性載荷計算圖表與擬合公式，并提出了在役壓力容器的免于評定條件和工程評定方法。 本課題從工程應(yīng)用出發(fā)，提出三種可大幅度減少計算規(guī)模的極限與安全性分析方法，從而使大量帶凹坑容器的分析計算成為可能。 主要成果有以下幾項： （1） 提出了結(jié)構(gòu)極限與安定性上、下限的降低直接疊代法，無搜索直接疊代法和溫度參數(shù)法。這些算法共同特點是：運算速度快、效率高、收斂性與穩(wěn)定性好、精度可靠、大幅度減小了計算規(guī)模，較好地解決了安定性理論和極限分析的實際衫問題。此外，還實現(xiàn)了應(yīng)用ANSYS，通過程度計算帶凹坑容器極限載荷的全自動前處理功能。 （2） 通過等參加權(quán)、染色處理、鏡射拼裝等技術(shù)以及對凹坑缺陷尺寸和形狀的判別，實現(xiàn)了含凹坑缺陷結(jié)構(gòu)理想網(wǎng)絡(luò)單元的智能化選擇與有限元數(shù)據(jù)的全自動生成；通過理論分析和初步試算，進行凹坑多影響因素（次要影響因素）偏保守的工程化簡，減少計算工作量。 （3） 通過大量理論計算和實驗測試全面、系統(tǒng)、深入研究凹坑對平板球殼、圓筒殼等結(jié)構(gòu)極限與安定性載荷的影響，并將新有計算數(shù)據(jù)進行擬合處理，給出一系列的極限載荷計算公式。此外，在討論承受內(nèi)壓的帶凹坑容器的極限載荷、安全性載荷及兩倍的彈性極限載荷三者間相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，進一步明確用彈性應(yīng)力集中系數(shù)和承載凈截面削弱法分別估算結(jié)構(gòu)安定性載荷與極限載荷的適用范圍。 （4） 應(yīng)用塑性極限與安定性準則，提出了對帶凹坑缺陷的壓力容器的免于評定條件和工程評定方法。 上述研究成果，適用于對壓力容器各種表面或近表面的面型缺陷和體積型缺陷，打磨消除后形成的凹坑缺陷進行安全評定。評定后，可以“解放”了一大批超標缺陷，避免了不必要的設(shè)備報廢、返修和停產(chǎn)損失。要指出的是：本課題研究主要集中于薄壁球形和圓筒形壓力容器的體積型缺陷。

欲知詳細內(nèi)容，請查閱： 國家“八五”科技攻關(guān)課題：壓力容器極限與安定性分析及體積型缺陷安全評估工程方法研究――含凹坑缺陷壓力容器安全評定方法研究報告